CN102053006B - 一种光学元件吸收损耗测量的数据处理改进方法 - Google Patents

Abstract

一种光学元件吸收损耗测量的数据处理改进方法，连续激励光束经透镜聚焦后照射光学元件表面，光学元件因吸收入射激光束能量引起内部温度上升。通过建立一种更能真实反映光学元件所处物理实际的精确温度模型，基于此精确温度模型，通过对一定尺寸不同热物理性质光学元件不同位置温升的数值模拟，得到不同于国际标准ISO11551所采用的最佳温度探测位置。再将温度传感器调至此最佳温度探测位置测量光学元件表面的温度数据，将测量得到的温度数据拟合到国际标准ISO11551中所采用的均匀温度模型得到样品的吸收损耗值。与现有国际标准ISO11551采用固定温度探测位置相比较，本发明提出针对不同待测光学元件尺寸和热物理参数，采用位置可调的温度传感器以实现更精确测量光学元件吸收损耗的目的。

Description

一种光学元件吸收损耗测量的数据处理改进方法

技术领域

本发明涉及光学元件测试领域，尤其是一种用于光学元件吸收损耗测量的激光量热技术中数据处理的改进和优化方法。

背景技术

在大型激光器及其应用系统中，使用了大量的薄膜光学元件，特别是反射光学元件。由于薄膜吸收的存在，使得薄膜光学元件在使用时由于激光束照射引起内部温度上升，导致光学元件表面热畸变，严重时会产生光学元件灾难性破坏。吸收损耗直接决定了光学元件损伤阈值，限制了激光器和激光系统所能承载的功率或能量；同时由于吸收损耗引起的光学元件表面热变形会导致激光光束质量变差，甚至整个系统崩溃。而准确测量光学元件的吸收损耗是通过优化镀膜设计和工艺降低光学元件吸收损耗，提高光学元件性能的前提。

从国内外技术查新和文献检索的情况看，现有的光学元件吸收损耗测量方法有：

(1)激光量热方法

激光量热技术是目前用于测量光学元件吸收损耗的国际标准(ISO11551：2003(E)-Test method for absorptance of optical laser components)，并且已被广泛应用在从深紫外到红外波段光学元件的吸收损耗测试。其优点是能直接测量吸收损耗的绝对值(不需要定标)，测量灵敏度高(优于10^-6-李斌成，熊胜明，H.Blaschke，等；激光量热法测量光学薄膜微弱吸收，中国激光33：823(2006))，且装置简单，调节方便。缺点是响应时间慢，光照时间长，所测结果反映的仅是光照时间内吸收损耗的平均值，时间分辨率低。

(2)光热测量方法

光热方法是测量光学薄膜元件吸收损耗的一种有效方法，与时域调制和锁相测量技术结合时具有极高的测量灵敏度。例如R.Chow等人(R.Chow，J.R.Taylor，and Z.L.Zhou.Absorptance behavior of optical coatings for high-average-power laserapplication，Appl.Opt.39，650-658(2000))利用热透镜技术测量了不同镀膜工艺下样品最小3ppm的吸收损耗值。光热方法包括表面热透镜技术、光热偏转技术等。光热偏转技术中要求探测光束直径小于激励光束，使得光路调节困难，而信号重复性对光路调节非常敏感，因此在实际应用中测量重复性差、测量误差大。表面热透镜技术虽然保持了光热偏转技术的高探测灵敏度，光路调节也较光热偏转技术简单的优点，但该方法需要对实验构型进行详细优化。与激光量热法测量绝对吸收损耗相比，光热技术存在光热信号的绝对定标困难和实验光路系统的调节困难等缺点。因此光热技术一般都是用来测量光学元件高分辨率吸收成像。

在目前测量光学元件吸收损耗的国际标准ISO11551中，激光量热装置中温度探测位置是根据文献U.Willamowski，D.Ristau，E.Welsch，“Measuring the absoluteabsorptance of optical laser components”Appl.Opt.37：8362-8370(1998)提出的简化温度模型确定的。该模型忽略了待测光学元件轴向(也即深度z方向)温度梯度分布的影响。基于此温度模型的数值模拟得到了对于直径25mm的光学元件，采用均匀温度模型进行拟合时最佳温度探测位置为距离光学元件中心(即加热激光束照射位置)7mm的径向位置。由于忽略了轴向温度梯度分布，简化温度模型中的温升分布仅是径向位置r和时间t的函数，不能明确7mm的位置是前表面(加热激光束照射的表面)或者后表面。并且对于不同尺寸的光学元件，在现有激光量热装置中温度传感器都固定在7mm的径向位置处。数值计算结果表明，对于热导率较小、非25mm直径大小的光学元件，将温度传感器固定在7mm处会引入较大的吸收损耗测量误差。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有吸收损耗测量方法的不足，提供一种光学元件吸收损耗测量的数据处理方法，以实现更精确测量光学元件吸收损耗的目的。

本发明的技术解决方案的原理：激光量热技术中提高光学元件吸收损耗测量准确度的方法，一束连续的较高功率激光束(加热激光束，功率0.1W-100W)经透镜聚焦后近垂直入射到一放置在绝热样品室内的待测光学元件表面中心附近位置，待测光学元件因吸收加热激光束能量导致温度上升。用一种更为精确的理论温度模型来描述样品因受激光照射所引起的温升分布ΔT(r，z，t)。通过待测光学元件样品面上不同位置(即r坐标值)温升的数值模拟，得到待测光学元件样品所对应的最佳温度探测位置。将一高灵敏温度测量元件的测量位置调至此最佳温度探测位置，并直接接触待测光学元件表面测量其温度变化；根据国际标准ISO11551所规定的测量过程，记录待测光学元件由于吸收加热激光束能量所引起的温度变化，包括激光照射前、照射过程、以及照射后(冷却过程)光学元件的温度变化信号ΔT(t)，将实验所测量得到的温度信号ΔT(t)拟合到国际标准ISO11551中所描述的均匀温度模型所表示的加热激光束照射前、照射过程、以及照射后光学元件的理论温度变化曲线ΔT(t)，得到待测光学元件的吸收损耗值。

具体的实现步骤：

(1)连续的加热激光束经透镜聚焦后入射在待测光学元件表面，光学元件因吸收入射激光束能量，引起光学元件内温度上升，进而形成样品内温度梯度分布；

(2)通过建立精确温度理论模型能够准确刻画光学元件因受加热激光照射所引起的温升分布，并且基于此精确温度模型的数值模拟确定待测光学元件的最佳温度探测位置；

(3)将高灵敏度温度探测元件调至最佳温度探测位置处，根据国际标准ISO11551所规定的测量过程测量待测光学元件在激光照射前、照射过程中以及照射后的温度变化；

(4)再利用国际标准ISO11551中所描述的均匀温度模型拟合所测温度数据得到待测光学元件的吸收损耗绝对值。

所述的精确温度模型中的加热激光束可以是高斯光束或者平顶光束。

所述的精确温度模型所表示的温升分布适用于常见圆柱型光学元件，并且该温升分布表达式是空间坐标r、z以及时间t的函数，其中r、z分别表示径向和深度方向位置坐标。其具体的温升分布为：

一束加热光斑半径为a的高斯激光束照射在半径为b，厚度为d的圆柱型光学元件上，光学元件内的温升分布为：

ΔT(r，z，t)＝0                                    (t＜t_d)

(1)

$\mathrm{\ΔT}(r,z,t)=\frac{D}{K_{\mathrm{th}}}\frac{A_{0}P}{\mathrm{\π}{a}^2}\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{N\left({\mathrm{\β}}_m\right)\·N\left({\mathrm{\η}}_p\right)}\·J_0\left({\mathrm{\β}}_{m}r\right)\·({\mathrm{\η}}_p\cos \left({\mathrm{\η}}_{p}z\right)+H\sin \left({\mathrm{\η}}_{p}z\right))$

                  (t_d≤t≤t₀)

$\·(1-\exp (-D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)(t-t_d)))\·\frac{{\mathrm{\η}}_p}{D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)}\·\frac{a^2}{2}\·\exp (-\frac{{\mathrm{\β}}_m^2{a}^2}{8})$

(2) $\mathrm{\ΔT}(r,z,t)=\frac{D}{K_{\mathrm{th}}}\frac{A_{0}P}{\mathrm{\π}{a}^2}\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{N\left({\mathrm{\β}}_m\right)\·N\left({\mathrm{\η}}_p\right)}\·J_0\left({\mathrm{\β}}_{m}r\right)\·({\mathrm{\η}}_p\cos \left({\mathrm{\η}}_{p}z\right)+H\sin \left({\mathrm{\η}}_{p}z\right))\·\frac{{\mathrm{\η}}_p}{D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)}$ (t＞t₀)

$\·\frac{a^2}{2}\·\exp (-\frac{{\mathrm{\β}}_m^2{a}^2}{8})\·(1-\exp (-D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)t_0))\·\left(\exp (-D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)(t-t_0)\right)$

(3)其中：β_m、η_p分别为满足方程HJ_o(β_mb)＝β_mJ₁(β_mb)、

的正根。m和p分别表示满足上述方程的第m和第p个正根，m、p＝1、2、3...，N(β_m)、N(η_p)分别满足：

$\frac{1}{N\left({\mathrm{\β}}_m\right)}=\frac{2}{J_0^2\left({\mathrm{\β}}_{m}b\right)}\·\frac{{\mathrm{\β}}_m^2}{b^2(H^2+{\mathrm{\β}}_m^2)},$ $\frac{1}{N\left({\mathrm{\η}}_p\right)}=\frac{2}{(d+\frac{H}{{\mathrm{\η}}_p^2+H^2})({\mathrm{\η}}_p^2+H^2)+H}$

式中t_d和t₀为加热激光束照射光学元件开始时间点和结束时间点，H＝h/K_th，h为待测光学元件与周围环境的热交换系数。D、K_th分别为待测光学元件的热扩散率和热导率；A₀为待测光学元件在入射波长处的吸收损耗值，P为入射激光功率。公式(1)(2)(3)同时考虑了待测光学元件的有限尺寸和有限热导率效应，能够准确描述样品因受激光束加热所引起的温升分布行为。

所述精确温度模型所表示的温升分布适用于任何有限半径大小b和厚度d，以及任何热导率大小K_th的光学元件。

所述最佳温度探测位置的确定方法为：

A.对于已知热导率值的待测光学元件，通过对该热导率K_th及特定尺寸(即该待测样品的半径b和厚度d)的待测光学元件样品不同位置r处温升的精确温度模型数值模拟，用均匀温度模型进行拟合时吸收损耗值最接近假设值的位置即为该待测光学元件的最佳温度探测位置。由精确温度模型直接计算出待测光学元件的最佳温度探测位置。

B.对于未知热导率值的待测光学元件，通过对不同热导率大小K_th、特定尺寸(即该待测样品的半径b和厚度d)的待测光学元件不同位置r处温升的精确温度模型数值模拟，得到热导率在较大范围内(通常从0.2到50W/m·K范围内)变化时，采用均匀温度模型进行拟合时，吸收损耗拟合值均能接近假设值的温度探测位置即该尺寸光学元件的最佳温度探测位置。采用同样的方法可以计算出最佳温度探测位置随待测光学元件尺寸的变化曲线。

所述的用于吸收损耗拟合的均匀温度理论模型为假设样品热导率为无穷大时样品内的温升分布。其温升分布为：

ΔT(t)＝0                                        (t＜t_d)

(4) $\mathrm{\ΔT}\left(t\right)=\frac{A_0\·P}{\mathrm{\γ}\·C_{\mathrm{eff}}}\·(1-\exp (-\mathrm{\γ}\·(t-t_d)))$ (t_d≤t≤t₀)

(5) $\mathrm{\ΔT}\left(t\right)=\frac{A_0\·P}{\mathrm{\γ}\·C_{\mathrm{eff}}}\·(1-\exp (-\mathrm{\γ}\·t_0))\·\exp (-\mathrm{\γ}(t-t_0))$ (t＞t₀)

(6)

其中C_eff、A₀、γ分别是被测光学元件及光学元件夹具的有效热容、待测光学元件在入射波长处的吸收损耗值和热损失系数。P为入射激光束功率。t_d和t₀分别表示加热激光束照射光学元件开始时间点和结束时间点，Δt＝t₀-t_d为激光束照射时间间隔。公式(4)、(5)和(6)是假设待测光学元件热导率K_th为无限大时得到的待测光学元件内与空间位置坐标r无关的均匀温升分布，因此采用公式(4)、(5)和(6)拟合实验温度数据具有公式简单、拟合速度快等优点。对于有限热导率的待测光学元件，吸收损耗拟合值随着不同温度探测位置而改变。温度探测位置会极大影响或改变吸收损耗拟合值。因此准确确定最佳温度探测位置是精确测量待测光学元件吸收损耗的前提和关键。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.对原有温度模型的改进。在精确温度模型中，光学元件有限热导率、有限尺寸以及轴向温度梯度分布等因素都被考虑，使所获得的温度分布更符合待测光学元件所处的物理实际。

2.测量精度的提高。由于针对不同尺寸和热物理性质的待测光学元件提出了相应的确定最佳温度探测位置的方法，使得在该位置处吸收拟损耗合值的精度提高、误差减小。

3.能够精确测量不同尺寸和热物理性质的光学元件，使得测量光学元件范围扩大。

附图说明

图1为本发明的激光量热吸收损耗测量装置结构示意图。

图2为未知热导率光学元件最佳温度探测位置的优化结果曲线。

图3为未知热导率光学元件最佳温度探测位置随光学元件厚度的变化曲线。

图4为未知热导率光学元件最佳温度探测位置随光学元件直径的变化曲线。

图5为已知热导率光学元件最佳温度探测位置的优化结果曲线。

具体实施方式

下面结合附图1具体描述本发明的实施过程。如图1所示，本发明的激光量热吸收损耗测量由加热激光光源1、反射镜2、聚焦透镜3、电动光学快门4、功率计5、绝热样品室6、待测光学元件7、待测光学元件温度传感器8、待测光学元件支架9、参考光学元件10、参考光学元件温度传感器11、参考光学元件支架12、反射镜13、光吸收体14、反射镜15、光吸收体16、桥式放大电路17、A/D转换器18和计算机19组成。其中粗线表示光路，细线表示信号连接线。

加热激光光源1输出的激光束经45度反射镜2转折光路后，并由聚焦透镜3聚焦后，近垂直(角度小于5度)入射到放置在绝热样品室6内的待测光学元件7的前表面上，待测光学元件置于支架9上面。加热激光束的功率在激光束照射光学元件前后过程中由装有45度高反射镜的电动光学快门4反射至激光功率计5测量。从光学元件前表面反射的加热激光束由45度反射镜13反射至光吸收体14吸收。透过待测光学元件7的加热激光束经反射镜15转向后由光吸收体16吸收。待测光学元件7因吸收加热激光束能量而导致内部温度上升。待测光学元件的温度变化由高灵敏度、探测位置可调的温度探测器8测量，并通过另一温度探测单元11同时测量放置于参考光学元件支架12上的参考光学元件10的温度并使用桥式放大电路17消除环境温度漂移对温度测量的影响。消除了环境温度漂移影响的温度信号ΔT(t)经A/D转换器18模数转换后送入计算机19进行数据处理，将测量的温度信号用国际标准ISO11551中的均匀温度模型进行拟合，得到待测光学元件的吸收损耗绝对值。其中高灵敏温度探测器8在光学元件后表面的径向位置根据待测光学元件的尺寸和热物理性质调节。具体的最佳探测位置确定过程为：

对于已知热导率值的待测光学元件，通过对该热导率及特定尺寸的待测光学元件不同位置处温升的精确温度模型数值模拟，用均匀温度模型进行拟合时吸收损耗值最接近假设值的位置即最佳温度探测位置。对已知热导率的光学元件，采用最佳温度探测位置可以实现有限热导率影响的接近完全补偿。如图5所示，在最佳温度探测位置7.46mm处，吸收拟合值与假设值的绝对偏差为0.12ppm，相应的拟合均方差Var值为1.9×10^(-5)。其中均方差的定义为：

其中：T_fit、T_simulation分别表示均匀温度模型的温升拟合值与精确温度模型的温升数值模拟值。t_i表示第i秒。

对于未知热导率值的待测光学元件，通过对不同热导率大小、特定尺寸的待测光学元件不同位置处温升的精确温度模型数值模拟，得到热导率在较大范围内(通常从0.2到50W/m·K范围内)变化时，采用均匀温度模型进行拟合时，吸收损耗拟合值均能接近假设值的温度探测位置即该尺寸光学元件的最佳温度探测位置.对于热导率未知的光学元件，采用最佳温度探测位置使得吸收损耗拟合值对热导率在较大范围内变化时不敏感，可以最大程度消除有限热导率对吸收拟合结果的影响。如图2所示，在最佳温度探测位置7.4mm处的吸收损耗拟合值在热导率变化范围内(0.2到50W/m·K)的平均拟合值98.7ppm(假设值为100ppm)。

对尺寸改变的光学元件，用同样的方法计算出最佳温度探测位置随光学元件的热导率和尺寸的关系曲线。

下面给出一个依据说明书中技术解决方案所要求的具体实例来说明未知待测光学元件热导率的情况下，高灵敏温度探测器8位置的优化过程。采用精确模型的温度分布表达式(2)和(3)模拟待测光学元件因受激光照射引起的温度上升函数，用均匀温度模型(即公式(5)和(6))进行拟合，得到吸收损耗拟合值与模拟输入值之间的比值随热导率的变化曲线，如图2所示。其中精确温度模型数值模拟假定的参数为：待测光学元件吸收损耗A₀为100ppm，激光照射时间间隔Δt为120s，光学元件的直径和厚度分别为25mm和2mm，热导率的取值范围为0.2W/m·K-50W/m·K。数值模拟中采用待测光学元件后表面(z＝d)不同位置(r的变化范围为6mm-8mm之间)的温升数据。其中吸收拟合值对热导率变化最不敏感的位置为7.4mm，此位置即为最佳温度探测位置。

图3给出了采用与图2相同的计算过程，在未知待测光学元件热导率情况下，光学元件直径为25mm时不同厚度光学元件的最佳温度探测位置(即温度探测器8位置)变化曲线。

图4给出了采用与图2相同的计算过程，在未知待测光学元件热导率情况下，光学元件厚度为5mm时不同直径光学元件的最佳温度探测位置(即温度探测器8位置)变化曲线。

下面给出一个依据说明书中技术解决方案所要求的具体实例来说明已知待测光学元件热导率情况下，高灵敏温度探测器8位置的优化过程。采用精确模型的温度分布表达式(2)和(3)模拟待测光学元件因受激光照射不同径向位置的温度函数，用均匀温度模型(即公式(5)和(6))进行拟合时，吸收损耗拟合值随径向位置的变化曲线，如图5所示。其中精确温度模型数值模拟中假定的参数为：待测光学元件吸收损耗A₀为100ppm，直径和厚度分别为25mm和2mm，热导率1.1W/m·K，激光照射时间间隔Δt为120s。数值模拟中采用光学元件后表面(z＝d)不同位置(r的变化范围为6.4mm-8mm之间)的温升数据。其中吸收损耗拟合值与数值模拟中输入值最为吻合的位置为7.46mm，此位置即为最佳温度探测位置。

总之，本发明改进现有测量光学元件吸收损耗的激光量热技术中的数据处理方法，即优化温度探测位置实现更精确地测量光学元件吸收损耗值的目的；与现有激光量热装置中针对不同尺寸的待测光学元件都采用相同固定温度探测位置(样品后表面7mm位置处)相比，提出了针对不同热物理性质和尺寸的光学元件应采用其相应的最佳温度探测位置的方法。可以测量不同尺寸和热物理性质的光学元件样品，扩大了待测样品范围，同时提高了测量精度。

Claims (3)

1.一种光学元件吸收损耗测量的数据处理方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)连续加热激光束经透镜聚焦后入射在待测光学元件表面，所述光学元件因吸收入射激光束能量，引起光学元件内温度梯度分布；

(2)建立精确温度理论模型准确描述所述光学元件因受激光照射所引起的温升分布，并且基于此精确温度理论模型的数值模拟确定待测光学元件的最佳温度探测位置；

所述建立的精确温度理论模型为：一光斑半径为a的加热激光束照射在半径为b，厚度为d的圆柱型光学元件表面，引起温升分布模型为：

ΔT(r，z，t)＝0            (t＜t_d)    (1)

$\mathrm{\ΔT}(r,z,t)=\frac{D}{K_{\mathrm{th}}}\frac{A_{0}P}{\mathrm{\π}{a}^2}\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{N\left({\mathrm{\β}}_m\right)\·N\left({\mathrm{\η}}_p\right)}\·J_0\left({\mathrm{\β}}_{m}r\right)\·\left({\mathrm{\η}}_p\cos \left({\mathrm{\η}}_{p}z\right)H\sin \left({\mathrm{\η}}_{p}z\right)\right)(t_d\≤t\≤t_0)---\left(2\right)$

$\·(1-\exp (-D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)(t-t_d)))\·\frac{{\mathrm{\η}}_p}{D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)}\·\frac{a^2}{2}\·\exp (-\frac{{\mathrm{\β}}_m^2{a}^2}{8})$

$\mathrm{\ΔT}(r,z,t)=\frac{D}{K_{\mathrm{th}}}\frac{A_{0}P}{\mathrm{\π}{a}^2}\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{N\left({\mathrm{\β}}_m\right)\·N\left({\mathrm{\η}}_p\right)}\·J_0\left({\mathrm{\β}}_{m}r\right)\·({\mathrm{\η}}_p\cos \left({\mathrm{\η}}_{p}z\right)+H\sin \left({\mathrm{\η}}_{p}z\right))\·\frac{{\mathrm{\η}}_p}{D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)}(t>t_0)---\left(3\right)$

$\·\frac{a^2}{2}\·\exp (-\frac{{\mathrm{\β}}_m^2{a}^2}{8})\·(1-\exp (-D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)t_0))\·(\exp (-D({\mathrm{\β}}_m^2+{\mathrm{\η}}_p^2)(t-t_0))$

其中：β_m、η_p分别为满足方程HJ_o(β_mb)＝β_mJ₁(β_mb)、

的正根，m和p分别表示满足上述方程的第m和第p个正根，m、p＝1、2、3...；N(β_m)、N(η_p)分别满足：

$\frac{1}{N\left({\mathrm{\β}}_m\right)}=\frac{2}{J_0^2\left({\mathrm{\β}}_m\right)b}\·\frac{{\mathrm{\β}}_m^2}{b^2(H^2+{\mathrm{\β}}_m^2)},$ $\frac{1}{N\left({\mathrm{\η}}_p\right)}=\frac{2}{(d+\frac{H}{{\mathrm{\η}}_p^2+H^2})({\mathrm{\η}}_p^2+H^2)+H}$

式中t_d和t₀分别为加热激光束照射光学元件开始时间点和结束时间点，H＝h/K_th，h为待测光学元件与周围环境的热交换系数。D、K_th分别为待测光学元件的热扩散率和热导率；A₀为待测光学元件在入射波长处的吸收损耗值，P为入射激光功率；r，z分别表示光学元件上的径向和深度方向的位置坐标；t表示时间；

所述的最佳温度探测位置的确定方法为：

A.对于已知热导率K_th的待测光学元件，通过不同的待测光学元件半径b和厚度d，在不同径向位置r处温升的精确温度理论模型数值模拟，用均匀温度理论模型进行拟合时吸收损耗值最接近假设值的位置即最佳温度探测位置；

B.对于未知热导率K_th的待测光学元件，通过对热导率K_th在从0.2到50W/m·K范围内变化时、不同待测光学元件的半径b和厚度d，在不同r位置处温升的精确温度理论模型数值模拟，用均匀温度理论模型进行拟合时，吸收损耗拟合值均能接近假设值的温度探测位置即该尺寸光学元件的最佳温度探测位置；

(3)将高灵敏度温度探测元件调至最佳温度探测位置处，根据国际标准ISO11551所规定的测量过程测量待测光学元件在激光照射前、照射过程中以及照射后的温度变化数据；

(4)再利用国际标准ISO11551中所描述的均匀温度理论模型拟合所测温度数据得到待测光学元件的吸收损耗绝对值。

2.根据权利要求1所述的光学元件吸收损耗测量的数据处理方法，其特征在于：所述的精确温度理论模型中的加热激光束是高斯光束或者平顶光束。

3.根据权利要求1所述的光学元件吸收损耗测量的数据处理方法，其特征在于：所述的用于拟合的均匀温度理论模型是在假设待测光学元件样品热导率为无穷大时的温升分布，其温升分布表达式仅是时间t的函数，具体的温升分布模型为：

ΔT(t)＝0               (t＜t_d)    (4)

$\mathrm{\ΔT}\left(t\right)=\frac{A_0\·P}{\mathrm{\γ}\·C_{\mathrm{eff}}}\·(1-\exp (-\mathrm{\γ}\·(t-t_d)))(t_d\≤t\≤t_0)$

(5) $\mathrm{\ΔT}\left(t\right)=\frac{A_0\·P}{\mathrm{\γ}\·C_{\mathrm{eff}}}\·(1-\exp (-\mathrm{\γ}\·t_0))\·\exp (-\mathrm{\γ}(t-t_0))(t>t_0)$

(6)

其中C_eff是待测光学元件及光学元件夹具一起的总有效热容量，A₀和γ分别是待测光学元件在入射波长处的吸收值和热损失系数；P为入射激光束功率；t_d和t₀分别表示加热激光束照射光学元件开始时间点和结束时间点，Δt＝t₀-t_d为激光束照射时间间隔。

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